超导薄膜表面电阻测试方法及误差分析

本文介绍一种蓝宝石加载单端短路谐振腔测量高温超导薄膜的方法,并对测量误差进行了较详细的分析.造成测量误差的主要因素有三个:系统无载品质因数 Q0的测量误差,超导薄膜以外损耗品质因数 Qother的实验误差,以及在谐振腔内超导薄膜的几何参数 G的计算误差.大量的实验结果表明,本方法操作简便,重复性好,测量精度高,相对测量误差不超过10%.     

空间目标相对运动角参数的天基光学测量精度分析

利用在轨光学相机对空间目标进行跟踪测量,目标相对运动角参数的测量精度决定了空间目标的定轨精度。建立目标相对运动角参数测量计算数学模型,推导出相对运动角参数测量误差传递公式。通过对仿真计算结果的分析,确定出影响目标相对运动角参数测量精度的主要误差源:目标成像焦面坐标提取误差、光学相机视轴转动欧拉角测量误差与测量卫星姿态惯性角测量误差。其中,光学相机视轴转动欧拉角测量误差对相对运动角参数的测量误差影响最大,约占总误差的80%。观测条件对测量精度也有很大的影响,尤其在目标过顶时,相对运动角参数的测量误差显著增大。     

灰色马尔科夫的工件尺寸非接触测量补偿预测

为了解决非接触式的工件尺寸测量误差预测问题,提出了基于灰色马尔科夫理论体系的预测模型,对三维重构法测量后的测量误差进行预测。通过测试样本获得测量误差的变化关系,从而得到经过灰色和马尔科夫预测后的预测样本,最后对预测样本和检验样本作比较分析。实验结果表明,随着测量次数的增多,测量误差有稍微增大的趋势,而且波动情况与检验样本相似,相似度约为3.3%。通过灰色马尔科夫的非接触工件尺寸测量误差的补偿预测,能有效提高三维重构法的测量精度,为后续的偏移补偿控制器提供准确的输入参量。     

R值测量中束流相关本底的扣除方法

利用北京谱仪R值扫描数据,研究了束流相关本底的特征及其扣除方法.采用f因子方法和拟合强子事例顶点z分布的方法来扣除残余束流相关本底,并讨论其对R值测量误差的贡献.结果表明,两种方法对R值测量误差的影响约为0.3%至2.3%.     

市电参数测量仪的设计

为了实现市电质量监测并降低测量成本,以STC12C5A60S2微处理器为控制核心,利用电压有效值转换芯片等器件,设计了一款市电参数测量仪,对频率、电压有效值及失真度进行测量;基于测周法实现50 Hz频率的测量,通过一块电压有效值转换芯片测量总电压有效值与谐波电压有效值,实现市电电压的测量,并通过计算获得失真度值;实验结果表明,该测量仪测量精度较高,频率测量误差小于0.1%,电压有效值测量误差控制在1%以内,失真度测量误差小于5%;该测量仪结构简单、性能稳定,可应用于电能质量监测系统。     

中红外大气背景辐射测量系统及误差分析

为研究大气背景辐射和仪器辐射规律、控制仪器热辐射和仪器精度,设计了一套大气背景辐射测量系统。分析了测量系统各组件和辐射定标等各类误差源对总测量误差的影响,还分析了定标精度的影响因素,确定了测量工作的改进方向。结果表明:该系统在定标区间内的测量误差主要是定标误差和随机误差,两者分别为2.4719%和0.0790%;合成误差为2.4732%。当用该系统测量大气背景辐射时,对大多数优良的天文台站而言,大气辐射强度远低于定标时的辐射强度,因此需进行外推测量。对外推测量误差的估计结果表明,外推测量可能导致较大的测量误差。为提高大气背景辐射测量精度,更低辐射强度的标准辐射源不可或缺。研制了大气背景辐射测量系统,并进行了野外实测等工作,这为大口径红外天文望远镜系统的研制并将其实际应用于红外天文观测提供了基础。     

基于色素特征荧光光谱的浮游植物分类测量方法

光合作用色素组成是浮游植物分类的重要依据。通过对蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻和隐藻等5个门类浮游植物三维荧光光谱的差异性分析,提取了与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、类胡萝卜素、藻蓝蛋白和藻红蛋白等光合色素相关的36个特征荧光光谱点,提出了基于色素特征荧光光谱的不同门类浮游植物分类测量方法。对铜绿微囊藻、小球藻、桅杆藻、光甲藻和卵形隐藻的实验结果表明:色素特征荧光光谱法对5种藻类纯种样品的测量误差分别为5.15%、5.63%、7.90%、4.85%、6.55%,对优势藻类(质量分数高于50%)的测量误差分别为7.96%、8.69%、5.44%、10.78%、15.57%,对劣势藻类(质量分数低于30%)的测量误差分别为18.29%、17.52%、20.01%、29.11%、20.14%,测量结果准确度达到了三维荧光光谱法水平,但数据量和计算时间仅是三维荧光光谱法的1.1%和2.2%,是一种快速有效的浮游植物分类测量方法。     

分布式喇曼光纤测温系统中修正测量误差的方法

喇曼散射的分布式光纤测温系统中,由于光纤色散效应,反斯托克斯光与斯托克斯光传播速度不同会引起采集信号错位,导致测量误差.本文提出了一种利用分段三次Hermite插值算法修正反斯托克斯信号,消除信号错位,降低系统测量误差的方法.该方法在1km传感样机上进行了验证.未修正时,反斯托克斯信号与斯托克斯信号在光纤尾端错开1个点,导致升温峰前端出现-7.45%的误差,经过插值修正后,消除了信号错位,使系统的测量误差在±1.5%以内.     

光杆六角螺栓的视觉检测

为了测量光杆六角螺栓的外形尺寸,提出了一种基于图像测量的视觉检测方法。简要介绍了六角螺栓制造的工艺流程,指出了光杆螺栓检测的重要性。在分析Hough变换原理的基础上,介绍了圆的检测方法,提出了一种基于特征的正六边形检测方法。首先进行直线检测,利用检测到的直线建立直线方程,其次根据方程求取相邻直线的交点,计算每条边的长度和相邻两边的夹角。最后利用Hough变换的圆检测方法检查交点是否在同一圆周上。在检测实验中螺杆直径的测量误差为0.37%,螺栓头部正六边形的角度测量误差为0.40%,边长测量误差为1.25%。结果表明,该方法是有效的,能较准确地检测出光杆六角螺栓的外形尺寸。     

s~(1/2)=355GeV附近的R值测量

利用北京谱仪 (BES)在s=3.5 5GeV附近获取的总积分亮度约为 5 pb-1的实验数据 ,测量了e e-湮没强子产生截面与 μ子对产生截面的比值 (即R值 ) .其测量误差比其它实验组已发表的此能区的测量误差减小约 5 0 % .     

一种单目视觉位姿测量系统的误差分析方法

针对单目视觉位姿测量传统误差分析方法中只考虑单一误差因素，分析结果与工程实际有较大差异的问题，提出一种考虑多误差因素共同作用的误差分析方法。根据单目视觉系统的测量范围和相机参数建立其位姿测量模型；综合考虑相机内参、镜头畸变、图像点、靶标三维点等误差因素，将其同时引入位姿测量模型进行分析；分析抑制不同参数误差及提高相机分辨率等在多误差因素共同作用下对位姿测量结果的影响，找到最有效的精度优化方法。采用小型机械臂手眼定位中的单目视觉位姿测量系统进行实验，结果表明通过抑制相机径向畸变误差和提高相机分辨率，能够有效地提升该系统的位姿测量精度，位姿精度分别提升6.57%、4.21%和5.88%、5.54%。     

TDLAS测量CO2的温度影响修正方法研究

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术测量CO₂浓度时,由于测量氛围温度变化的影响引起气体吸收谱线的线强和线型发生变化,最终导致浓度测量存在较大误差。为了克服温度变化对浓度测量的影响,选用中心波长在1 580 nm的DFB激光器,基于直接吸收法,模拟电厂尾部烟道内的高浓度二氧化碳气体环境,研究了在常温(298 K)和变温(298~338 K、间隔10 K)不同温度工况下CO₂浓度的测量。结果显示,常温浓度测量的最大相对误差为-5.26%,最小相对误差为1.25%,相对误差均方值为3.39%,验证了TDLAS测量系统在常温下有着良好的测量精度和稳定性,但其在变温测量时浓度测量结果误差较大,其最大相对误差已经超过25%。为了修正温度变化对浓度测量结果的影响,适应工业测量的需要,在变温测量基础上利用最小二乘法拟合出测量系统在不同温度下的浓度与气体吸收的修正关系式。经过修正后,CO₂浓度测量的相对误差降到5%以下,相对误差均方值降到3.5%以下。修正结果表明,所提出的修正方法可以有效抑制温度变化对浓度测量结果的影响,显著提高了测量系统在变温环境下的测量精度和稳定性,为TDLAS系统测量CO₂浓度的现场应用提供了理论支持和技术保障。     

零锁区激光陀螺空间异面孔系投影角测量误差分析

针对异面腔零锁区激光陀螺深小孔系测量中准确性和稳定性差的问题,分析了异面腔零锁区激光陀螺深小孔测量中误差产生的原因。建立了倾角误差对空间异面孔系投影角的影响方程,发现空间异面孔系的倾角变化会改变投影角,当倾角为16时,倾角误差会以30%的分量加权到投影角误差中,并采用UG软件进行了仿真验证。采用最小二乘拟合的方法分析了影像测量仪的采点误差对角度的影响,发现了增加测量点数由2点增加到10点,超大采点误差的影响会减少至原来的50%。该方法增加了零锁区激光陀螺测量的稳定性。     

激光推进冲量耦合系数测量方法比较

 针对测量冲量耦合系数的水平导轨法和冲击摆法,分别进行了误差计算和实验研究。计算结果表明:水平导轨测量法的相对误差（4.6%）略小于冲击摆测量法的相对误差（6.1%）,其中位移参数和最大摆角的测量精度对于相对误差的影响最大。实验结果表明:两种方法的测量结果基本一致,冲量耦合系数均随着入射脉冲能量的增大而增大,且两组数据相差在6%以内,在入射脉冲能量为3~14 J时,冲量耦合系数最高可达260 N·MW^-1。     

立体视觉测量系统标定误差补偿

双目视觉测量系统利用三角测量法原理进行三维测量,其结构特性决定了测量误差随测量距离的增加而增大。针对测量误差的分布规律,该文提出基于局部视场的双目视觉测量系统优化方法。利用外在结构建立测量坐标系,减小标定和测量过程信息非一致性引入的系统误差;利用相机参数之间的耦合作用补偿系统固有参数标定误差并建立查找表,建立关于标定参数的虚拟映射。模拟实验最大误差小于0.03 mm,系统实验误差小于0.3%,实验表明优化后系统主要测量误差来源于探测器离散化引入的随机误差,双目视觉测量系统达到理论测量精度。     

Reduction methods of the reconstruction error for large-scale implementation of near-field acoustical holography.

New extrapolation methods in real and wave number spaces are proposed to extend near-field acoustical holography (NAH) toward a more quantitative technique applicable to the vibration measurement of actual large-scale structures. The finiteness of the measurement aperture is a serious impediment to such large-scale implementation of NAH because the measurement aperture sufficiently larger than the vibrating structure of interest is usually needed. We should thus investigate how to reduce the reconstruction error when the measurement aperture is restricted to a fraction of the vibrating structure. The following practical suggestions are derived from simulations and underwater experiments: (1) A wave number-space extrapolation method can reduce the reconstruction error to about 25% for the measurement aperture corresponding to 1/16th of the vibrating structure when 10,000 iterations of the extrapolation process are applied. (2) A real-space extrapolation method can reduce the reconstruction error to negligible degree (10(-10)%) for the measurement aperture corresponding to four times as large as the vibration structure when ten iterations of the extrapolation process are applied. (3) The former method may be widely and safely applied, but many iterations are necessary; the latter method can reduce the reconstruction error very quickly, but a wider measurement aperture than that in the former is needed. Therefore, when the measurement aperture cannot be larger than the vibrating structure, the former method is recommended, while when the measurement aperture is larger than the structure, the latter method is recommended. Summing up, the accuracy of our proposed methods, which is attributed to the property of data extrapolation method that the data inside the measurement aperture is conserved after adequately extrapolating the data outside the aperture, will be relevant to a more quantitative measurement and analysis of real large-scale structures.     

激光辐照下红外测温的误差补偿方法研究

为了提高激光辐照下加热点处红外测温精度,建立了多变量测温补偿模型,研究了测量距离、测量角度与测量精度的关系。采用单一变量与正交变量结合的方法,建立关于测量距离与测量角度的二元变量补偿模型,并进行误差补偿模型验证实验。结果表明:补偿模型与实际测量结果可以较好地匹配,补偿后测量误差为±1.25%,与补偿之前相比测量精度提高64.25%,验证了补偿模型的正确性,为激光辐照下加热点温度红外测量提供理论指导。     

Reflection error correction of gas turbine blade temperature

Accurate measurement of gas turbine blades’ temperature is one of the greatest challenges encountered in gas turbine temperature measurements. Within an enclosed gas turbine environment with surfaces of varying temperature and low emissivities, a new challenge is introduced into the use of radiation thermometers due to the problem of reflection error. A method for correcting this error has been proposed and demonstrated in this work through computer simulation and experiment. The method assumed that emissivities of all surfaces exchanging thermal radiation are known. Simulations were carried out considering targets with low and high emissivities of 0.3 and 0.8 respectively while experimental measurements were carried out on blades with emissivity of 0.76. Simulated results showed possibility of achieving error less than 1% while experimental result corrected the error to 1.1%. It was thus concluded that the method is appropriate for correcting reflection error commonly encountered in temperature measurement of gas turbine blades.     

基于套刻误差测试标记的彗差检测技术

为了满足光刻机投影物镜彗差测量精度的要求,提出一种基于套刻误差测试标记的彗差检测技术,分析了彗差对套刻误差测试标记空间像的影响,详细叙述了该技术的测量原理,并利用PROLITH光刻仿真软件对不同数值孔径与部分相干因子设置下套刻误差相对于彗差的灵敏度系数进行了仿真实验。结果表明,与目前国际上通常使用的投影物镜彗差检测技术相比,该技术在传统照明条件下灵敏度系数Kz7与Kz14的变化范围分别增加了27.5%和34.3%,而在环形照明条件下则分别增加了20.4%和22.1%,因此彗差的测量精度可提高20%以上。     

基于蒙特卡罗法的平面度测量不确定度评定

形位误差的测量不确定度评定是目前测量领域研究的热点;但由于其测量的复杂性和测量结果评定的多样性,导致在实际测量结果中形位误差测量的不确定度评定成了难题;为此,根据形状误差评定准则,选取最小二乘法建立数学模型,确定形状误差数学模型中各参数值的传递系数和单点不确定度,并分析具体的测量方法和测量过程中的不确定度来源,根据传统的GUM法对其进行不确定度评定;然后采用蒙特卡罗伪随机数的方法来模拟实际测量数据,从而得到平面度误差的不确定度;通过设置实验对比,验证了蒙特卡罗法评定平面度不确定度的可靠性和准确性;该方法不需要求出数学模型中的传递系数,利用MATLAB软件很容易实现,为平面度误差测量结果不确定度评定提供了更加简便的方法,值得推广和应用。